三民網路書店 中文圖書分類法 / 應用科學類 / 船舶工程 / 航位測定

隨科技進步，各式的觀測儀器被開發出來觀測波浪及海流，如浮標、高頻雷達及潮波流儀等，各種儀器皆有其優劣，其量測之觀測數據，根據儀器特性皆有所不同，需視其環境特性及使用需求進行評估。微波雷達為遙測技術之應用，不同於底碇式波流儀、浮標等觀測方式僅蒐集定點觀測資料，微波雷達可獲取平面波流場之觀測資料，維護上也較為容易，無須至海上佈放觀測儀器，可於岸基上進行維護工作，降低作業人員之職安風險，其應用層面也較為廣泛。為輔助並精進臺北港域的海氣象觀測作業，本計畫將應用已建置於臺北港港區的微波雷達測站，進行微波雷達之觀測資料蒐集，並與鄰近臺北港測站比較進行相關性分析、季節特性分析，了解微波雷達在臺北港域觀測之特性。本計畫完成之工作成果可提供政府機關、顧問公司及學術單位等產官學研界做為規劃與研究參考。

本研究主要目的為精進「海氣象及應變即時系統」之風力示警功能，提出各港告警燈號門檻值之建議。因此，本研究首先綜整港區目前相關實務管理要點及文獻，並調查瞭解各商港對風力示警燈號設定門檻值之需求與建議，據以建提出商港海氣象風力預警機制之建議。本研究蒐集國內預警燈號訂定原則、商港進出港管制標準、港區風力管制相關實務作業管理要點等文獻，進行回顧與研析。接著再以專家問卷調查，蒐集熟稔或實際負責港區海氣象條件管制之最終使用者(end user)對商港風力示警燈號條件之意見。本研究紅色燈號門檻值(行動值)之依據建議應為相關實務管理作業要點規定進行強制或封閉管制之基準，並考量各港風力歷史統計數據，及各港之差異(問卷調查結果)，進而因地制宜。成果效益及應用情形：1. 商港海氣象風力資料預警機制可提供港務公司、海事人員等各界應用，讓相關人員能夠迅速掌握商港風力監測資訊之變化與告警，以做為決策支援，提升港埠營運效率與船舶航行安全。2. 後續可做為精進港灣環境資訊網、海氣象及應變即時系統於設定風力預警燈號之應用參據，強化港務管理及災防應變效率。

本計畫屬於港研中心111年科技綱要計畫「陸運及港灣設施防災技術研究(1/4)」之分項計畫「港灣環境災防創新應用研究」下執行之子計畫。計畫除了持續維運海象模擬作業化系統正常運作外，今年度研究主要課題包括基隆海域小尺度風浪模組及小尺度水動力模組納入海象模擬作業化系統、新建基隆港區靜穩模擬模組、發展花蓮港外廓防波堤越波模組及其他相關海象模擬之改善等。研究成果包括作業模擬環境優化及完成臺海水動力模擬作業系統每日4報升級；利用港研中心波浪、潮位及海流觀測資料，校驗臺灣周圍海域風浪、水動力模擬成果，成果將作為風浪、水動力等海象模擬改善之依據；完成111 年度9 海域主要港口模擬與觀測成果評估，並以颱風期間為評估重點；完成基隆港區靜穩模擬模組建置及港區靜穩模擬作業系統並進行測試；初步建構花蓮港外廓防波堤越波分析模組及相關作業化流程，有助於提升海象模擬資訊應用性。本計畫相關研究成果及數值模擬經驗將能夠應用至其他離島海域，達到完善臺灣周圍海域「海氣象模擬預報系統」之目標。於平時提供港區、海岸公路等相關海象模擬資訊，另於颱風侵襲期間，相關結果可作為防災預警之評估依據，以輔助船舶進出及海岸公路行車安全等重要資訊。

馬祖地區於每年3至5月間，受到南風影響，暖濕空氣流經較冷的水面或地面而形成多雲霧的天氣。平流霧厚度可達7百公尺以上，天氣好時的日間太陽幅射最多只能消除雲層頂部一部分，因此，如果平流霧歷久不散，能見度驟降，即可能造成馬祖交通停航的情況產生，一但對外交通中斷，則會影響到居民的生活與經濟的發展。本計畫透過長期港區環境監測工作，包括風速風向、能見度、空氣溫度、相對溼度、大氣壓力、露點等環境因子，進行深入分析探討，藉由環境因子特性分析，瞭解馬祖港域濃霧形成之特性，以提供馬祖港務單位做為港區能見度預警應用之參據。本計畫蒐集世界氣象組織「氣象儀器與觀測方法指南」（WMO-No.8）及美國海洋綜合觀測系統計畫辦公室之海洋即時資料品保手冊（QARTOD Manual）等資料品管相關文獻，探討應用於能見度自動觀測資料品管機制之可行性，並提出9項品管程序，同時進行相關方法精進。此外，針對2021年下半年及2022上半年馬祖濃霧事件進行個案探討，進一步進行環境因子分析。本計畫完成馬祖福澳港區能見度觀測資料庫建置，以及資料品管分析及精進方法研擬，可提供連江縣政府港務處做為港區能見度監測系統開發之依據。同時完成馬祖福澳港能見度預測之長短期記憶模型之概念性驗證，可提供本所做為港區能見度預測模型進一步實用化之研究參考。

觀測時間採用東經 120 度地方標準時。本(2021)年度觀測設備採用超音波風速計，建置風力觀測系統，系統具有自記及即時傳輸功能，資料取樣方式為每小時觀測1次，每日觀測24次，簡單說明如下：風力每時統計為每小時後10分鐘轉換後觀測風速向量平均，風速計依現場設施建置燈塔、防波堤或建築物上，儀器觀測記錄會經電纜傳輸至記錄器內，再傳回接收站之電腦中儲存。

觀測時間採用東經 120 度地方標準時。本(2021)年度觀測設備採用挪威NORTEK聲波式波浪及剖面流速儀 (Acoustic Wave And Current profiler，簡稱AWAC)，建置波浪及海流觀測系統，系統具有自記及即時傳輸功能，每小時觀測1次，每日觀測24次，觀測項目包括流速、流向等，簡單說明如下：剖面海流流速的量測可以依照使用在不同水深即自固定在海床上之儀器位置到水表面來設定量測不同的間距，本觀測站水深間距設定為1至2公尺；每小時擷取整點後連續量測10分鐘，再將總和平均代表其數樣每一間距層之海流流速、流向等資料，記錄在感應器內，並由海底電纜傳訊回接收站之電腦中儲存。本年報海流為統計表層流速及流向資料。

本港灣海氣象觀測潮汐資料統計年報，包括基隆、臺北、臺中、布袋、安平、高雄、花蓮、蘇澳、澎湖等8個港域，2020年觀測潮汐資料觀測記錄表及相關資料統計圖表。

觀測時間採用東經 120 度地方標準時。本(2021)年度觀測設備採用挪威NORTEK聲波式波浪及剖面流速儀 (Acoustic Wave And Current profiler，簡稱AWAC)，建置波浪及海流觀測系統，系統具有自記及即時傳輸功能，每小時觀測1次，每日觀測24次，觀測項目包括示性波高、譜峰週期、波向等，概略說明如下：波浪每時統計資料為每小時擷取整點10分鐘後之約17.07或34.14分鐘儀器觀測資料，後經儀器進行能譜分析轉換後，推算示性波高、尖峰週期，波向。AWAC波高量測模式有兩種，分別為傳統式壓力感應器量測及聲波式的高度感應器量測，平時以聲波式的高度感應器量測為主，颱風期間因海面紊亂導致訊號無法分析時則改採用傳統式壓力感應器量測分析轉換。AWAC波向的量測從海面下3公尺以上的流向資料與波高資料計算轉換而得。

本港灣觀測海氣象資料統計年報，包括臺北、基隆、蘇澳、花蓮、高雄、安平、布袋及臺中等8個港域，2020年觀測波浪資料之觀測記錄表及各項統計表及統計圖。

觀測時間採用東經 120 度地方標準時。本(2021)年度觀測設備採用壓力式潮位計，建置潮汐觀測系統，系統具有自記及即時傳輸功能，資料取樣方式為每小時觀測1次，每日觀測24次，簡單說明如下：潮汐每時統計為每小時後6分鐘轉換後觀測水位平均，壓力式潮位計置於靜水管(塑膠管)內並固定於碼頭旁，高程需於最低低潮位面下，所在高程位置會與附近水準點進行引測，儀器觀測記錄會經電纜傳置記錄器內，再傳回接收站之電腦中儲存。

本港灣觀測海氣象資料統計年報，包括臺北、基隆、蘇澳、花蓮、高雄、安平、布袋及臺中等8個港域，2020年觀測海流資料之觀測記錄表及各項統計表及統計圖。

本港灣海氣象觀測風力資料統計年報，包括基隆、臺北、臺中、布袋、安平、高雄、花蓮、蘇澳等8個港域，2020年觀測風力資料觀測記錄表及相關資料統計圖表。

馬祖地區於每年3至5月間，受到南風影響，暖濕空氣流經較冷的水面或地面而形成多雲霧的天氣。平流霧厚度可達7百公尺以上，天氣好時的日間太陽幅射最多只能消除雲層頂部一部分，因此，如果平流霧歷久不散，能見度驟降，即可能造成馬祖交通停航的情況產生，一但對外交通中斷，則會影響到居民的生活與經濟的發展。

本計畫之目標為建立一套高頻雷達資料處理及瀏覽系統，發展觀測臺灣海峽中部之海氣象資訊技術。本研究執行內容包含精進雷達訊號分析技術及解算最佳海氣象量值、雷達資料品質評估、雙雷達系統整合與驗證、建立海況資料展示系統。

根據本年度(109年9月～110年8月)統計資料，整年基隆港平均風速為 4.0 m/s，主要風向為NNE向，平均潮位、潮差為1.04m 、0.59m；臺北港平均風速為6.7 m/s主要風向為NE向，平均潮位、潮差為1.55m 、2.33m；臺中港平均風速為10.6 m/s，主要風向為NNE向，平均潮位、潮差為2.9m 、3.83m；布袋港平均風速為4.6 m/s，主要風向為N向，平均潮位、潮差為1.41m 、1.44m；安平港平均風速為4.3 m/s，主要風向為N向，平均潮位、潮差為0.84m 、0.58m；高雄港平均風速為2.4 m/s，主要風向為NNE向，平均潮位、潮差為0.86m 、0.52m；

本計畫配合交通部推動科學技術發展之目標：「臺中港母港海氣象特性分析及觀測系統運維」所測量之臺中港現場海象資料，可作為風場模式比對及校驗使用。臺中港區一直以來都是商業船舶往來停靠的重要港口。為了船舶運行以及碼頭作業的安全，進行臺中港區海氣象觀測資料特性分析與港區的風場分析。

根據歷年統計資料，基隆港有義波高Hs平均為1.04 m，波浪週期Tp分佈以6～8秒間比率最高，海流平均流速為19.1 cm/s；蘇澳港波高平均為1.3 m，波浪週期Tp分佈以8～10秒間比率最高，秋季波高最大，為1.5 m，海流平均流速為18.2 cm/s；花蓮港波高平均為1.24 m，波浪週期Tp分佈以介於8～10秒間比率最高，海流平均流速為19.6 cm/s；